[發明專利]預熱壓復合及包套熱軋制備TiAl/Ti合金層狀復合板材的方法

有效

• 申請號: 201510589726.8
• 申請日: 2015-09-16
• 公開（公告）號: CN105080999B
• 公開（公告）日: 2017-08-25
• 發明（設計）人: 孔凡濤;孫巍;陳玉勇;王曉鵬;周海濤;徐鵬
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: B21C37/02
• 分類號: B21C37/02;B21B1/38
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所23109
• 代理人: 牟永林

1.預熱壓復合及包套熱軋制備TiAl/Ti合金層狀復合板材的方法，其特征在于預熱壓復合及包套熱軋制備TiAl/Ti合金層狀復合板材的方法具體是按以下步驟完成的：

一、原材料準備：準備名義化學成分為Ti-43Al-9V-0.3Y(at％)的TiAl合金；準備鈦合金；

步驟一中所述的名義化學成分為Ti-43Al-9V-0.3Y(at％)的TiAl合金是通過熔鑄制備的；

步驟一中所述的鈦合金名義化學成分為Ti-6Al-4V(at％)；步驟一中所述的鈦合金是通過高溫鍛造方法制備的；

二、切割加工：

對步驟一準備的TiAl合金和鈦合金進行線切割和倒圓角，得到預制TiAl合金板坯和預制鈦合金板坯；所述預制TiAl合金板坯的表面光潔度為Ra7；所述預制鈦合金板坯的表面光潔度為Ra7；

步驟二中所述的預制TiAl合金板坯的長為100mm，寬為65mm，厚度為2.2mm；

步驟二中所述的預制鈦合金板坯的長為100mm，寬為65mm，厚度為2.2mm；

三、熱壓復合：將預制TiAl合金板坯與預制鈦合金板坯進行疊放；疊放方式為：以預制TiAl合金板坯/預制鈦合金板坯的方式交替疊放預制TiAl合金板坯和預制鈦合金板坯至5層，得到最終堆疊板坯；其中，預制TiAl合金板坯為3層，預制鈦合金板坯為2層；最終堆疊板坯的兩側為預制TiAl合金板坯；將最終堆疊板坯置于石墨模具中，在室溫及真空度為0.1Pa下，將石墨模具真空脫氣，然后以升溫速度為40℃/min，將真空脫氣后的石墨模具升溫至1200℃，在溫度為1200℃及壓力為50MPa下，將石墨模具在熱壓機上加熱加壓50min，隨爐冷卻，得到預軋制復合坯料；

四、包套：

將步驟三得到的預軋制復合坯料放入包套中，再進行封焊，得到封焊后包有預軋制復合坯料的包套；

步驟四中所述的包套為不銹鋼包套；

五、高溫包套軋制：

將步驟四得到的封焊后包有預軋制復合坯料的包套放入加熱爐中，再將加熱爐從室溫升溫至1200℃，再在溫度為1200℃下保溫60min，再將溫度為1200℃封焊后包有預軋制復合坯料的包套放置在軋機上，在軋制速率為0.25m/s、道次變形量為10％、軋制總變形量為76％和道次回爐溫度為1200℃下，保溫10min的條件下進行軋制，得到軋件；再將軋件放置在溫度為1200℃的加熱爐內，再關掉加熱爐的電源，軋件自然冷至270℃，再將溫度為270℃軋件從加熱爐中取出，自然冷卻至室溫，得到包有預制板坯的包套軋件；

六、去除包套：

采用機械加工方法去除步驟五中得到的包有預制板坯的包套軋件的包套，得到TiAl/Ti合金層狀復合板材。

2.預熱壓復合及包套熱軋制備TiAl/Ti合金層狀復合板材的方法，其特征在于預熱壓復合及包套熱軋制備TiAl/Ti合金層狀復合板材的方法具體是按以下步驟完成的：

一、原材料準備：準備名義化學成分為Ti-44Al-8Nb-0.2W-0.2B-Y(at％)的TiAl合金；準備鈦合金；

步驟一中所述的名義化學成分為Ti-44Al-8Nb-0.2W-0.2B-Y(at％)的TiAl合金是通過熔鑄方法制備的；

步驟一中所述的鈦合金的名義化學成分為Ti-6Al-4V(at％)，步驟一中所述的鈦合金是通過高溫鍛造方法制備的；

二、切割加工：

對步驟一準備的TiAl合金和鈦合金進行線切割和倒圓角，得到預制TiAl合金板坯和預制鈦合金板坯；所述預制TiAl合金板坯的表面光潔度為Ra6；所述預制鈦合金板坯的表面光潔度為Ra6；

步驟二中所述的預制TiAl合金板坯的長為100mm，寬為65mm，厚度為2mm；

步驟二中所述的預制鈦合金板坯的長為100mm，寬為65mm，厚度為2mm；

三、熱壓復合：將預制TiAl合金板坯與預制鈦合金板坯進行疊放；疊放方式為：以預制TiAl合金板坯/預制鈦合金板坯的方式交替疊放預制TiAl合金板坯和預制鈦合金板坯至7層，得到最終堆疊板坯；其中，預制TiAl合金板坯為4層，預制鈦合金板坯為3層；最終堆疊板坯的兩側為預制TiAl合金板坯；將最終堆疊板坯置于石墨模具中，在室溫及真空度為0.2Pa下，將石墨模具真空脫氣，然后以升溫速度為35℃/min，將真空脫氣后的石墨模具升溫至1250℃，在溫度為1250℃及壓力為70MPa下，將石墨模具在熱壓機上加熱加壓40min，隨爐冷卻，得到預軋制復合坯料；

四、包套：

將步驟三得到的預軋制復合坯料放入包套中，再進行封焊，得到封焊后包有預軋制復合坯料的包套；

步驟四中所述的包套為不銹鋼包套；

五、高溫包套軋制：

將步驟四得到的封焊后包有預軋制復合坯料的包套放入加熱爐中，再將加熱爐從室溫升溫至1250℃，再在溫度為1250℃下保溫50min，再將溫度為1250℃封焊后包有預軋制復合坯料的包套放置在軋機上，在軋制速率為0.2m/s、道次變形量為10％、軋制總變形量為78％和道次回爐溫度為1250℃下，保溫15min的條件下進行軋制，得到軋件；再將軋件放置在溫度為1250℃的加熱爐內，再關掉加熱爐的電源，軋件自然冷至250℃，再將溫度為250℃軋件從加熱爐中取出，自然冷卻至室溫，得到包有預制板坯的包套軋件；

六、去除包套：

采用機械加工方法去除步驟五中得到的包有預制板坯的包套軋件的包套，得到TiAl/Ti合金層狀復合板材。